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The Impact of COVID-19 Social Distancing
COVID-19 社交距離的影響
摘要
COVID-19 是一種嚴重的流行病,使世界陷入全球危機。截至 2021 年 6 月 6 日,全球已有超過 4200 萬人被感染,114 萬人死亡。
對流行病的更深入瞭解顯示,一個人的疏忽,可能會造成難以否認的廣泛傷害。由於疫苗供不應求,因此必須保持社交距離,以阻止 COVID-19 的傳播。
因此,我們的目標是開發一個追蹤人類的框架,以監控正在實施的社交距離。為了實現社交距離監控的這一目標,開發了一種使用對象檢測方法的算法。在這裡,探索了基於 CNN 的對象檢測器,來檢測人類的存在。
物體檢測器的輸出,用於計算檢測到的每對人類之間的距離。這種社交距離算法的方法,將紅色標記靠近允許限制的人。實驗結果證明,使用我們提出的社交距離算法,是基於 CNN 的對象檢測器,在監控公共區域的社交距離方面,表現出有希望的結果。
介紹
COVID-19(冠狀病毒)是一種傳染病,已被世界衛生組織 (WHO) 宣佈為流行病。它於 2019 年底在中國武漢首次發現。截至 2020 年 10 月 23 日,全球有 217 個國家和地區受到 COVID-19 的影響,並報告了大約 4200 萬確診病例和 114 萬人死亡。
圖1 說明了 2021 年 1 月 22 日至 2020 年 10 月 23 日的病例總數和死亡總數。根據世界衛生組織,如果一個人與其他病毒感染者接觸,他可能會感染 COVID-19。迄今為止,疫苗仍遠遠供不應求。因此,有必要尋找替代控制措施,來防止這種致命病毒的傳播。
眾所皆知,預防勝於治療,世衛組織提出了多項安全措施,以盡量減少冠狀病毒的傳播。在目前的情況下,社交距離已被證明是,作為阻止傳播最巧妙的替代方法之一。社交距離也可以稱為「實體距離」,這意味著與周圍的人保持距離。
保持社交距離,有助於減少可能感染 COVID-19 的人,和健康人之間的身體接觸或互動。根據世衛組織的標準規定,每個人之間應保持至少 6 英尺的距離,以遵守社交距離。
這是打破傳染鏈的重要方式。因此,所有受影響的國家,都採取了保持社交距離的措施。
在即時場景中,監控社交距離是一項具有挑戰性的任務。可以透過兩種方式實現:手動和自動。手動方法需要許多肉眼,來觀察每個人是否嚴格遵守社交距離規範。這是一個艱鉅的過程,因為人們無法在 24 × 7 的情況下,保持眼睛連續監控。
自動化監控系統,用閉路電視攝影機取代了許多實體眼睛。閉路電視攝影機生成影像片段,自動監控系統會檢查這些片段。當發生任何可疑事件時,系統會發出警報。針對此警報,安全人員可以採取相關措施。因此,自動化監控系統,已經超越了手動監控方法的幾個侷限性。
這項研究目的,在限制冠狀病毒流行的影響,同時將對經濟產物的危害降至最低。在本文中,我們提出了一種有效的自動監視系統,可幫助定位每個人,並監控他們的社交距離參數。
此應用適用於室內和室外監控場景。它可以在火車站、機場、大型商店、商場、街道等各種地方得到顯著使用。所提出的方法,可以看作是兩個主要任務的組合,提到如下:
(i) 人體檢測和追蹤
(ii) 監測人與人之間的社交距離
在第一個任務中,這項研究解決了監控影像中,人體檢測和追蹤 的問題。人體檢測是一個兩階段的過程,涉及第一階段的目標定位,和第二階段的定位目標的分類。本文提出了一種,基於視覺特定學習的人體檢測技術,透過影像源中的深度神經網路。
第二個任務的重點,是使用我們提出的算法,計算公共區域中人與人之間的距離。如果遵循,將根據社會距離做出決定。如果不是,那麼不遵守社交距離標準的人,會用紅色矩形突出顯示。看到這一點,保全人員可以採取與社交距離規則,相關的任何行動,以便嚴格遵守。
本文分為五個部分。第一節描述了保持社交距離的動機,和介紹性的知識。第二部分目的,在對各種人體檢測技術,傳統和最新的方法進行大量研究。第三部分側重於,有關深度學習的人體檢測模式。實驗及其詳細分析,在第四部分中介紹。最後,在第五部分中,描述了結論和未來的範圍。
文獻報導的評論
2001 年,Viola 和 Jones,提出了一種非常流行的目標檢測方法。他們使用 Haar 特徵進行特徵提取,使用 adaboost 學習算法,與級聯分類器進行分類。這種方法,比傳統方法快 15 倍。 Fu-Chun Hsu 等則提出了,一種透過融合運動和視覺特徵,來檢測頭部和肩部的混合方法。
作者發現定向光流直方圖 (HOOF) 描述,符是分割影像序列中,運動對象的更好選擇,並且可以有效地處理雜亂和遮擋的環境。
Vijay 和 Shashikant 提出了,一種用於高級駕駛員輔助的即時行人檢測。該系統使用 Edgelet 特徵,來檢測行人,以提高準確性,並使用有關 k-means 聚類算法的分類器,來降低系統複雜度。蘇曼·庫馬爾·喬杜里等人, 因而提出了一種先進的行人系統,透過結合背景減法技術,提取運動物體、輪廓方向直方圖,和基於黃金比例的分區,從運動物體和 HIKSVM 中,提取有意義的資訊進行物體分類。該系統可以有效處理遮擋,準確率高達 98.36%。
Seemanthini 和 Manjunath 為動作辨識系統,佈署了人體檢測技術。辛格等人提出了,一種透過閉路電視攝影機,在城市進行廣泛監視的人體檢測框架。他們使用背景減法技術,分割運動對象,使用 HOG 描述符提取特徵,使用 SVM 進行對象分類。
早些時候,對象檢測框架實現了滑動窗口概念,用於圖像內的對象定位。根據這種方法,圖像被分成特定大小的塊或區域。
此外,這些塊被分類到它們各自的類別中。各種手工特徵提取技術,如 HOG、SIFT、LBP等,用於評估屬性或特徵。
此外,這些屬性用於建構分類器,以在圖像的網格上定位對象。然而,這種基於網格的原型,需要很高的計算成本,有時會產生很高的誤報率。
因此,需要一個有效的對象分類,和定位框架,來檢測圖像中具有不同尺度的多個對象。另外,它應該降低計算成本和誤報率。最近,在使用深度卷積神經網路 (CNN) 的對象檢測方面,取得了重大進展。
卷積神經網路 (CNN) ,是一類密集的前饋人工神經網路,已被用於在電腦視覺任務中準確執行,例如圖像分類和檢測。CNN 能夠在卷積過程的幫助下,提取穩健的特徵。其強大的屬性表示能力,在目標檢測中發揮了巨大的作用。
Aichun、Tian 和 Qiao 提出了一種用於多個人體上半身檢測,深度層次的模式。該模式採用具有多個卷積特徵的,候選區域卷積神經網路 (CR-CNN) ,來適應圖像中的局部和上下關聯資訊,並已實現高達 86% 的準確率。
文獻中的研究顯示,目標檢測在電腦視覺中具有重要的作用,因為它具有許多實際用例,例如人臉檢測、行人、檢測、活動辨識、醫學成像等。本文擴展了其作用。物體檢測以減少 COVID-19 的生動傳播。因此,我們的目標是開發一種應用,用於使用高效的對象檢測器,分析人與人之間的社交距離。
提議的最先進的社交距離監測框架
如圖 2 所示,此處提出了在公共場所,監控社交距離的總體場景。任何公共場所可用的閉路電視攝影機,都可用於監控,即監控社交距離。
從這些攝影機接收的影像串流/幀序列,被饋送到對象檢測和跟蹤模組,用於定位場景中是否有人。評估對象/人位置的「質心」和許多此類質心之間的「距離」等參數,以衡量所實踐的社交距離程度。
將檢測到的人類邊界框的顏色,從綠色更改為紅色時,會生成警報。邊界框的顏色為綠色,直到任何兩個人之間存在允許的距離。當這個減少時,邊界框的顏色變為紅色,這表示違反社交距離。
基於滑動窗口的區域提議,是設計高效目標檢測器,一種簡單直接的方法。根據這種方法,圖像或幀被分成特定大小的塊或區域。此外,這些塊被分類到它們各自的類別中。
塊的分類可以透過不同的機器學習,和深度學習的範式來實現。區域也可能包含對象的一部分,這會在對象周圍引入許多邊界框。為瞭解決這個問題,非最大抑制(NMS)算法,用於在圖像中正確定位對象,抑制低邊界框,並只保留最好的。
本文運用基於深度學習的技術,借助基於滑動窗口的區域提議算法,來檢測人類的存在。所提出的技術在對象檢測,和定位方面非常有幫助,這在第 3 節中進行了描述。3.1. 中,這些採用的技術用於社交距離算法,以查看人們是否遵循距離標準。社交距離的算法,在 3.2. 的第 1 節中描述。
提出的 CNN 模型
卷積神經網路 (CNN),引起了研究界的高度關注,並且可以成功地嵌入到,更廣泛的圖像分類範式中。它以圖像為輸入,根據可訓練的加權和偏差,為圖像中的不同對象分配重要性,並有效區分每個對象。
本文介紹了兩種基於 CNN 的序列模式,來檢測圖像中是否存在個體。這些建議模式的總體概述如表 1 所示。這些模式由卷積層、池化層、扁平化、全連接層 1 和 2,以及輸出層組成。
這兩個模式唯一的區別,在於模式 1 由兩個卷積層和兩個池化層組成,而模式 2 由三個卷積層和三個池化層組成。由於這種變化,模式 1 產生大約 10,402,993 個可訓練參數,而模型 2 產生大約 2,861,297 個可訓練參數。
表 1 建議的模式配置
圖 3 顯示了模式 2 的圖形結構,它以大小為 128 × 64 × 3 的彩色圖像作為輸入,並生成其預測值作為輸出。它具有三個卷積層、三個池化層、兩個全連接層和一個輸出層。第一個卷積層涉及 32 個大小為 3 × 3 的捲積濾波器,而第二個和第三個卷積層,分別涉及 48 個濾波器,和 64 個卷積濾波器。卷積層使用 (1, 1) 步長值。池化層涉及 (2, 2) pool size 以減小圖像的大小。兩個大小分別為 512 和 128 的全連接層 (FC) ,用於訓練網路。輸出層的大小是一個神經元,指示返回 True 或 False 值。我們在卷積層和全連接層中使用了「Relu」激活函數。
而「Sigmoid」函數用於輸出層,產生輸出向量,其中每個元素都是一個概率。在第一層 FC 中使用 30% 的 dropout 率來克服過擬合問題。
圖 3
建議的社交距離監控算法
這是我們提議的,框架的第二階段。 所提出的社交距離監控算法,具有兩個主要功能。Function1,有助於找出圖像中對象的位置。它使用人體檢測技術,並以坐標值的形式提供人體位置,如 XA(左)、YA(上)、XB(右)和 YB(下)。從這些坐標值中,辨識出不同對象的質心值。 對一個對象的質心值的評估,顯示在方程中 1 和 2。
其中 XA、YA、XB 和 YB 是對象的坐標值(左、上、右、下)。 X 和 Y 是質心坐標或值。 此外,這些參數被傳遞到下一個函數,來測量社交距離。
函數 2 使用阿基里得距離,找出兩個物體之間的距離,這決定了它們之間的接近程度,如公式 2 所示。3. 將這個距離向量與預定義的閾值,進行比較來做出決定。 如果阿基里得距離小於某個閾值,則假定這兩個對像不遵守社會疏遠標準,或者它們之間沒有足夠的距離。如果違反這些安全問題,冠狀病毒就有可能傳播。 因此,透過在對象周圍繪製紅色矩形,向安全人員生成警報。因此,預期的人或觀察者,可以採取適當的行動,或要求他們保持社交距離。
實驗與分析
在本文中,已經開發了基於 CNN 的技術,來檢測人類的存在。此外,保持社交距離的做法,是從這些建議的技術中進行的。所有實驗均在 64 位類型系統的 Intel core i3-5005 CPU@2.00 GHz 處理器,和 Python 中的 Google Colab 上進行。
我們使用 INRIA 圖像數據集,進行訓練。它由總共 6562 張圖像組成,其中 4146 張圖像為負圖像,2416 張圖像為正圖像。我們將圖像數據集,分為訓練和測試模組,其中 2316 張正圖像和 4046 張負圖像,用於訓練目的;100 張正圖像和 100 張負圖像,用於測試目的。該數據集包含靜態圖像,並包含解析度為 64 × 128 的人類變異。
在對基於滑動窗口模組,即時影像的序列進行測試時,最小窗口大小為(64, 128),步長為(10, 10),縮小為1.25。對於大小為 264 × 400 × 3 的圖像,它處理了大約 567 個窗口,每個窗口的大小為 64 × 128。
所提出的技術採用了 CNN 架構進行人體檢測。它使用滑動窗口概念進行區域提議,使用 Convnet 進行人體檢測。作為導出優化模式,實驗的一部分,已經提出了兩種不同的模式,即模式 1 和模式 2。這些模式使用不同的參數進行了超調,例如批次大小、Dropout 率、激活函數、優化器和 Epoch。表 2 說明瞭這些模式不同變體的超參數調整。
表 2 建議模型的超參數調整
這些提議的模式(即模式 1 和模式 2),在不同的超參數上,進行了訓練和測試,並提供了適當的結果,如表 3 所示。模式 1 以「8」批量大小、「30%」丟失率、「 卷積層和 FC 層的 Relu' 激活函數、輸出層的 'Sigmoid' 激活函數、'Adam' 優化器和 '120' epochs。 它產生 97% 的測試準確率。
模式 2 的結構,以與模式 1 相同的方式進行了超調,除了兩個模式具有不同的結構、丟失率和優化器參數。模式 2 產生 98.50% 的測試準確率。
表 3 模型 1 和模型 2 的結果
在執行實驗時,觀察到基於 CNN 的模式,在我們的系統(具有 4 GB 暫存的 i3 處理器)中,運行時的訓練,和測試成本非常昂貴。相反,它在 Google Colab 平台(在 GPU 環境中)運行流暢,計時成本更低。
表 4 顯示了透過我們的系統和 Google Colab 進行的整體訓練和測試時間比較。這裡,使用大小為 264 × 400x3 的圖像,來評估所提出模式的測試時間。
表 4 模式 1 和模式 2 的時間比較
圖 4 展示了模式 1 和模式 2 超過 120 個 epoch 的精度和損失曲線。在分析這兩個模式時,我們發現模式 2 提供了,比模式 1 更令人鼓舞的結果,後者提供了更高的精度和更低的損失值。
表 5 顯示了我們提出的模式,與現有人體探測器的比較分析 經過探索,發現兩種模式都提供了出色的結果。但是,模式 2 實現了最高的準確度,並被證明是最有效的人體檢測技術。
表 5 與現有人體檢測方法的比較
在物理即時系統中,為可能接收影像串流,而適當定位和放置攝影機,是最具挑戰性的任務。在實驗的上下關聯中,可以看出,如果攝影機靠近物體/人,物體看起來更大,如果攝影機遠離物體,則捕獲的圖像中的物體尺寸會減小。
這在獲取用於物體/人體,檢測相關的特徵時,產生了問題。因此,考慮到我們的算法,基於實際校準,來調整攝影機的位置。 圖 5 展示了一些用於執行社交距離的結果圖像,其中包含應用 NMS 之前的原始檢測,和應用 NMS 之後的最終檢測結果。
結論
本文建議,使用基於深度學習的人體檢測技術,來監控即時環境中的社交距離。這些技術是在深度卷積網路的幫助下開發的,該網路使用滑動窗口概念,作為區域提議。此外,它們與社交距離算法一起使用,來衡量人與人之間的距離標準。
這個評估的距離標準,決定了兩個人是否遵循社交距離的規範。廣泛的實驗,是使用基於 CNN 的對象檢測器進行的。在實驗中發現,基於 CNN 的物體檢測模式,在準確率上優於其他模式。有時,它在處理即時影像序列時,會產生一些誤報實例。
未來,不同的現代物體檢測器,如 RCNN、Faster RCNN、SSD、RFCN、YOLO 等,可能會與自創數據集一起佈署,以提高檢測精度,並減少誤報實例。
此外,從單個攝影機獲得的單個視點,無法更有效地反映結果。因此,提出的算法可能在未來,透過許多攝影機針對不同的視圖進行設置,以獲得更準確的結果。
Top Thermal Imaging Applications 熱成像的熱門應用領域
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紅外線熱像儀的應用領域
這個世界上,有很多肉眼看不到的東西。人眼只能捕捉某些光線範圍,而且捕捉某些高速運動,或不可見力的能力也很有限。從人體的熱量到不可見的氣體,人類視覺的侷限性,可以透過紅外線和熱成像技術來解決。
你可以在下面的報導,了解更多有關紅外線熱像儀,和熱成像基礎知識的資訊。除了閱讀有關該領域,基本原理的更多資訊外,你還將了解當今世界上,紅外線熱像儀的一些,激動人心且常見的應用。
什麼是紅外線和熱成像?
如上所述,人眼只能捕捉到,較大電磁波譜中的一小部分。短而強的光波長,和長而慢的波長,都超出了人眼的能力範圍。這是紅外線攝影機和熱成像,可以填補人類視線空白的地方。熱能的波長比可見光長得多。事實上,它是如此之長,以至於人眼甚至都看不到它。
紅外線熱像儀的熱成像,透過完成人眼無法完成的工作,來擴展人眼的「可見」光譜。它感知這些更長的波長,並在人眼可以理解的,彩色編碼世界中捕獲它們。世界上任何溫度高於絕對零的事物,都會散發出一定程度的熱量,這些熱量可以被檢測到。
FLIR
也稱為前視紅外線,這些攝影機在警用直升機、軍用飛機中非常常見,用於發現熱源,並透過影像輸出顯示。然而,FLIR 攝影機與其他夜視設備,和傳統紅外線攝影機有很大不同,因為它們只顯示特定的紅外線範圍。
InfraTec 為每個應用領域(無論是固定式還是移動式)提供靈活的熱成像軟體,從而滿足最具體的客戶需求。
用於無損材料測試的主動熱成像
主動熱成像通常被稱為,透過對測試對象,進行能量激勵來誘導熱流。熱流受內部材料層和缺陷的影響,可以透過高精度紅外線攝影機捕獲。這對算法進行了不同的評估,並提高了信噪比,即使是最小的缺陷,也能檢測到。該領域的用途包括:
.無損和非接觸式材料測試,適用於自動化在線和離線解決方案
.檢測塑料中的層狀結構、分層和插入物
.檢測汽車和航空航天工業的 CFRP
.調查內部結構或對蜂窩輕質結構的影響
.辨識更深層次的材料缺陷,例如塑膠零件中的氣孔,或破裂的雷射焊縫
航空熱成像
航空熱成像的歷史,始於早在南北韓戰爭期間,就開始的軍事應用,用於探測地面上的敵軍和資源。 紅外線攝影機系統的高幾何解析度,允許從高處檢測到最小的細節,然後可用於觀察和監控。雖然這一直是由美國軍方開發以進行持續改進,但以下是其在其他領域的不同用途的一些示例:
.增強地面小物件的視覺清晰度
.在不危及人類生命的情況下評估環境破壞的程度
.快速紅外攝像系統提供低拖尾
.GPS數據和視覺圖像的整合
.範圍廣泛的配件,如萬向節系統
.監測大型地質屬性的變化
.檢查工業綜合體上生物頂的蓄熱能力
航空航太工業中的熱成像
由於存在高安全性和材料要求,航空航太對紅外線攝影機系統提出了最高要求。通常,需要 20 mk 的高熱解析度和/或 100 Hz 或更高的高幀率。航空航太公司可以使用熱成像,來測試新型複合材料上的主動熱流,以確保下一代更輕、更省油的飛機與今天的機型一樣安全。
汽車工業中的熱成像
拆解汽車的零件可能很麻煩,而熱成像提供了一種非侵入性和非破壞性的方法測試,可以節省時間和精力。激烈的競爭和對性能更好、更省油、更輕的汽車的追求,激發了熱成像技術,透過對每個電氣系統、電機組件和車窗加熱元件,進行品質檢查來提供所需的效率。它可以檢測汽車行業的多種產品的瑕疵和缺陷,只能透過溫度變化來檢測,並允許將組件的熱行為,與其標準行為相協調。
高速熱成像
高速圖像捕捉為熱成像開闢了新的可能性,允許觀察高速熱過程。這允許對零件和系統進行細緻觀察,有助於了解快速反應的化學過程,並結合強大的測量和報告軟體提供大量資訊。這些攝影機使用了,稱之為快照檢測器的特殊檢測器和採集單元,它們並行採集和顯示數據的能力,可提供低至毫秒範圍的精確熱成像測量。
化學工業中的熱成像
處理危險和非危險化學材料的行業,可以受益於紅外線熱像儀,有助於檢測化學過程產生的熱流。熱成像使捕捉和測量溫度分佈變得更容易、更準確,還可以分析整個過程鏈中的化學反應。 最重要的是,熱成像的非侵入性和非接觸性質,意味著人們保持安全距離,而熱成像攝影機則負責收集相關數據的所有跑腿工作。
電子電氣行業中的熱成像
電氣系統和配電設備可以受益於紅外線攝影機和熱成像技術的應用。它不僅可以防止人類直接接觸這些系統和電路,而且可以在不中斷電源流動的情況下,進行測試和檢測。透過紅外成像可以在電場中檢測到的常見問題包括:
.連接鬆動
.接觸不良
.過熱的襯套
.冷卻通道堵塞
製造業還可以從電子熱成像中受益,以監測可能的過熱情況、密切關注儲罐液位、生產線檢查,甚至評估電路板的狀況。
機械零件檢查
紅外線熱像儀可以安全地檢查各行各業的機械系統,在問題成為主要問題之前發現問題。與機械檢測相關的熱成像應用多種多樣,包括但不限於:
.檢測內燃機中堵塞的空氣冷卻器和散熱器管
.查找製冷系統中的空氣洩漏和冷凝器管堵塞
.定位並辨識泵、壓縮機、風扇和鼓風機中過熱的軸承、升高的排放溫度和過高的油溫
用於材料測試的熱成像
在以非破壞性方式,研究結構情況或測試材料時,紅外線熱像儀提供了強大的替代方案。由於這個世界上的一切事物,只要其溫度高於絕對零,就會發出紅外線,因此可以使用紅外線進行無損材料測試,因為它可以從任何發生加熱或冷卻的表面,捕獲測量值和讀數。 在這些環境中使用紅外線熱像儀,進行熱成像不僅是非破壞性的,而且是非侵入性的。
例如,可以使用紅外線測試完成建築檢查。在尋求提高能源效率,並在應對氣候變化方面引領世界前進時,使用紅外線攝影機可以極大地幫助改善建築結構,以應對能源損失和資源浪費。
醫學中的熱成像
熱成像應用在人類和動物的醫療保健領域比比皆是。熱成像中的紅外線熱成像,正被用於幫助更早地檢測癌症、定位關節炎的來源,甚至在循環問題變得嚴重之前就發現它們。醫生和獸醫都可以使用紅外線攝影機,及早發現肌肉和骨骼問題。該領域熱成像的一個例子,是越來越多地使用紅外線攝影機,來為馬匹配備更安全的馬鞍。
冶金中的熱成像
冶金領域完全取決於加熱到合適溫度的合適材料,以確保獲得合適的結果。在這種情況下,紅外線攝影機和熱成像,提供了許多好處。首先,冶金中的紅外線熱成像,可以透過檢測加熱室的絕緣缺陷、鍋中的裂縫或類似設備的問題,來幫助降低能源消耗。 熱成像的速度和精度,使冶金行業很容易從紅外線熱像儀中受益。
顯微熱成像
我們網站上討論的許多熱成像應用,都側重於大規模操作。鑑於紅外線攝影機,不僅可以向人類展示肉眼看不到的東西,還可以檢查肉眼無法看到或分析的過程。有許多顯微熱成像應用,也就是說,那些發生在微觀尺度上。
一個常見的例子,是來自移動技術領域,因為電路板和處理器不斷縮小,以適應現代設備。然而,在微觀層面上,還有其他流行的熱成像應用。例如,它可用於可視化和檢測一組生物細胞的冷凍潛熱,有助於冷凍保存和生物技術的進步。顯微熱成像也可用於觀察有機材料的結晶。
用於工廠檢查的紅外線攝影機
工廠檢查需要最高品質的監控,以檢查所有可能導致事故,或對員工安全構成威脅的故障。在預測性維護中使用熱成像,通常用於查找電子廣告製造公司的故障。紅外線系統提供高效檢查,無需接觸或干擾正常/日常操作或維護人員的風險。紅外線攝影機提供概覽和初步結果,使過程更安全、更高效。
用於安控的紅外線攝影機
紅外線攝影機為安全監控領域提供的,不僅僅是簡單的威脅檢測,和戰場上的敵人移動。安全領域的熱成像應用,可用於檢測充滿煙霧的房間,提供有效的家庭安全,甚至定位被走私到監獄或縣監獄的武器和化學品。
IoT & 5G Technology - Internet of Things - 5th Generation Technology - Factoid English
物聯網與 5G 技術 - 物聯網 - 第 5 代技術 - 擬真英語
隨著社會迅速進入資訊時代的新階段,人工智慧、數據處理和蜂窩通信方面的最新進展,已經帶來了更快的無線數據交換。
隨著 4G 達到高達 2 Gbps 的舒適下載速度,預計 5G 將推動行動性能從 2.4 Gbps(當前的 LTE Cat 20)提升至接近 20 Gbps。 因此,5G 為有線光纖網路,增加了一種可行的高速數據網路替代方案。
到 2030 年,物聯網 (IoT) 解決方案將連接超過 500 億台設備。雖然 5G 仍在以驚人的速度推出,但由此產生的通信發展,將把世界帶入一個更快、更智慧的未來。
請繼續看下去,以瞭解當今企業如何利用和準備 5G 行動物聯網,以及這項創新技術,將如何在不久的將來,改善我們工作和個人生活的方方面面。
什麼是 5G 物聯網?
5G 是一種新的通信系統,其中主要包括新無線電 (5G NR) 框架,和目的在改善全球無線連接的全新核心網路。它還包括衛星、Wi-Fi、固定線路和蜂窩(由 3GPP 標準化)等連接技術的多址接入概念。
考慮到支持物聯網的設備,5G 可以以更高的速度,連接更多設備,並且幾乎不存在延遲等問題。因此,無論你使用何種應用 app、設備或服務,5G 都能創造出色的使用者體驗。
大規模蜂窩物聯網技術的特點,是低成本、低功耗的解決方案。它們在室內和室外的廣泛覆蓋範圍內茁壯成長。它們提供安全的連接和身份驗證,易於佈署到任何網路拓撲結構,並且專為全方位可擴展性和容量升級而設計。
企業、城市開發商和其他工業組織,可以以更少的成本,連接更多具有更好功能的設備 —— 所有這一切都觸手可及的 5G 適應性。
行動物聯網系統正在為 5G 鋪平道路
根據 GSMA 的提議,行動物聯網是特指,使用許可頻段的蜂窩低功耗廣域 (LPWA) 技術。3GPP 窄頻物聯網 (NB-IoT) ,和長期演進機器類型通信 (LTE-M) 技術,都是智慧通信新 5G 時代,不可或缺的一部分。蜂窩 LPWA 為具有不間斷資訊流的 5G,鋪平了道路。預計這些 4G 技術,將繼續在 5G 網路的全面支持下持續多年,並在未來發布。
4G LTE 和 5G 等 3GPP 技術,幫助企業將 IT 和 OT 網路的覆蓋範圍,擴展到難以到達的區域,並且需要易於擴展的佈署策略和架構。
想想工廠倉庫中的智慧能源解決方案,工廠經理必須遠端調節多個站點的設施和設備,電力的使用和環境條件,以連接數千台設備。物聯網讓這一切變得容易。
現有的蜂窩網路,正在適應不斷成長的需求,為數十億需要連接解決方案的新設備提供服務,這些解決方案,主要在業務維度和技術上取得了進步。
佈署 NB-IoT 或 LTE-M 的企業,正在為他們的 IoT 項目,提供面向未來的支持。當 5G 推出變得司空見慣時,這兩個行動物聯網標準,將繼續無縫整合到即將發布的 5G 版本中,如凍結的版本 (Rel) 16 和版本 17 的最終規範中所見。
5G物聯網的當前應用
如上所述,包括 NB-IoT 和 LTE-M 在內的 4G 標準,仍然是 5G 早期版本的組成部分,目前正在為智慧城市、智慧物流和智慧公用事業,提供行動物聯網解決方案。早期的 5G 應用,主要集中在企業和高速工業網路、客戶端設備 (CPE)、行動計算、影像廣播和固定無線接入 (FWA)。
隨著更多網路佈署的普及,它們將不斷發展,並用於流式傳輸擴增實境和 3D 影像(需要高頻寬)以及工廠自動化、無人機等關鍵通信。
5G 物聯網,將改善日常用戶的生活品質,從個人應用到從根本上,改變我們的工作和生活方式。
借助 5G 物聯網,設施將繼續改進,以向整個網路發送關鍵升級,而不會凍結功能、停止營運或使伺服器過載。
當前將繼續受益於這些 5G 物聯網增強功能的行業包括:
未來的 5G 應用
智慧家庭、同步手錶和手機設備,以及健身應用,現在已經司空見慣,並將隨著 5G 的速度和性能能力而成長。在今天如此大規模地,嚴重的依賴行動物聯網的情況下,在未來 20 年左右的時間裡,5G 的未來將完全不同。我們將透過智慧電網和智慧環境監測,實現車輛和公用事業服務的大規模自動化,如廢棄物管理和能源生產,以減少溫室氣體和污染。
想像一下,你可以將智慧汽車停在停車庫中,並在你工作時,透過城市電網進行無線充電,然後向你的車輛發送消息,將其從停車庫,自動駕駛到你的辦公室門口(喔,你的司機恐怕要失業了)。
農村地區的農民,將能夠透過無人機和超密集感測器網路,更輕鬆地監測和追蹤農作物、牲畜和機械。
家庭用戶將能夠完全整合,以 COVID 為主導的在家工作模式,這很可能會作為新的企業規範,在武漢肺炎大流行中倖存下來。此外,家庭用戶將能夠優化電源使用,並從任何地方以串流式的傳輸方式,接收播放他們最喜歡的娛樂節目。
社會將更加高效率,智慧城市將名副其實,使用者以期待滿足他們喜好的個人化的資訊串流。